基于用户需求的智能浴室系统设计研究

蔡雨冬 范永铿 覃健聪

恒洁卫浴集团有限公司 广东佛山 528137

1 引言

科技改变生活，随着科技的迅猛发展，智能家居逐渐融入大众生活中。智能家居（Smart home）是以住宅为平台，基于综合布线、网络通信、自动控制、安全监控、现代化多媒体等先进技术，由硬件（智能家电、智能硬件、安防控制设备、家具等）、软件系统、云计算平台构成的一个家居生态圈[1]。与传统家具相比，智能家居除了满足常规的居家需求，还实现了人的远程控制设备、设备间互联互通、设备自我学习等功能，并通过收集、分析用户行为数据，为用户提供个性化生活服务，使家居生活便捷、贴心、安全、节能、高效。

近年来，国内智能家居市场规模明显增长。根据调研数据显示[2]，2017年到2018年，中国智能家居用户规模在6000万左右，用户数量呈螺旋式上升趋势（如图1所示）。另外如图2所示，智能家居市场规模整体也呈现出上升趋势，2019年智能家居的市场规模有望到达1950亿元。智能浴室作为新兴产品，有关的市场调研数据还比较欠缺，但智能浴室作为智能家居组成的重要一环，通过对智能家居规模的调查和分析，可以预测到智能浴室在迅猛的智能化浪潮中具有足够的发展势头。

然而，目前在整体市场中智能浴室还处于初生阶段，智能卫浴也主要以智能马桶单品较为普遍，整体卫浴空间还未普及实现系统层面的智能化。同时，现有部分智能卫浴乃至智能家居产品片面地将“智能”与“联网”相混淆，仅将控制方式由手动操作升级为通过手机APP控制，以此作为销售卖点来吸引消费者[3]。事实上，这些看似“智能”的改变并不能体现出以用户为中心的智能化，并未深入地从用户群体、需求等角度全方位考虑智能功能的实现[4]。

2 课题研究内容和目标

智能浴室是未来智能家居生活的一种发展趋势。品牌或者产品的成功永远都是因为消费者的支持，科技的发展也更加应该服务于改善人们生活质量。本课题基于用户需求的智能浴室系统设计研究，以用户体验为核心，在深入分析现有消费者痛点后，提出一种确切地能满足不同用户群体需求的解决方案。智能化浴室体验不仅限于操控方式的改变，本系统更多的是结合互联技术赋予了浴室空间“智慧”，给用户带来智能化的卫浴体验。

3 用户痛点和需求分析

基于市场调研资料，本课题首先根据社会不同群体进行用户痛点和需求分析，其中不同的用户群体都有各自的需求表现，主要划分为年轻群体、老年群体以及残疾人群体（见图3）。

3.1 年轻群体

根据国内智能家居用户群体调研资料显示（见图4），35岁以下年轻人群在整体用户年龄分布中占到了65.3%，可知年轻人群是智能系统的消费主力。国外市场研究机构Ipsos-RSL[5]也对1044个英国代表性家庭进行了智能家居意向问卷调查，数据表明（见图5），年龄段在15～34岁的年轻人群更有可能对新的智能化生活持乐观态度。年轻群体的主要需求[6]是：简单舒适、品质生活、科技酷炫、个性化、节能环保、健康。

（1）简单舒适：“懒人经济”，要求操作简便，能自动控制和响应，以便节省出时间做自己喜欢做的事，追求舒适体验；

（2）品质生活：优雅、精致、贴心、细节处均有较好表现，提升居住生活质量；

（3）科技酷炫：富含科技风，酷炫潮流，具有一定的风格特色；

（4）个性化：能根据个人喜好进行设定，成为懂用户的“智能管家”，犹如亲友般相伴；

（5）节能环保：符合可持续发展的理念，减少能源成本支出，并对生态环境友好；

（6）健康：健康小助手，时刻关注用户的生理以及心理变化状况。

3.2 老年群体

我国老年人口普查以及预测情况表明（如图6所示），中国人口进入加速老龄化阶段[7]。面对老龄化日益剧烈的问题，工业和信息化部、民政部、计生委印发《智慧健康养老产业发展行动计划》，当下重点任务是丰富智能健康养老服务产品供给，发展健康养老数据管理与服务系统。老年群体的主要需求是：无障碍设计、安全监控、健康管理。

（1）无障碍设计：目前老年群体主要面对的困难是慢性疾病，肢体功能障碍，认知、记忆能力衰退等[8]。智能浴室需体现出无障碍设计，以及简单易用的控制方式。

图1 2017-2018年智能家居领域用户规模

图2 2014-2019年智能家居市场规模情况

图3 智能家居社会群体划分

图4 国内智能家居用户年龄群体分布

图5 国外智能家居用户支持度问卷调研

图6 我国老年人口普查以及预测情况

（2）安全监控：“空巢老人”问题，老人常缺少子女的陪伴，而在浴室使用中发生突发情况（如跌倒、中风、心脏梗塞等）下无人及时发现并送院，错过了治疗的最佳时机，是间接造成老年人死亡的一个重要因素。智能浴室需通过远程监控和生理、行为识别技术解决。

（3）健康管理：实时关注老年人生理参数变化，成为病房、病后诊查的一种替代品，减少费用，节省时间，减少疼痛。

3.3 残疾群体

残疾人是社会中特殊的弱势群体，由于生理和心理的缺陷对社会的适应能力相对较差，社会对该群体的关注较为缺乏。根据调查显示，我国14亿人口中，各类残疾人数就高达6000万，约占我国总人口的5%；有功能障碍者或需看护人员的家庭，占全国家庭总户数的1/10，即3577万左右。我国残疾群体基数正在不断增加，残疾人关爱工作刻不容缓。中国残联、国家发展和改革委员会、工业和信息化部、国家统计局、国家互联网信息办公室联合制定了《残疾人事业信息化建设“十三五”实施方案》，明确指出将智能技术、移动互联网技术应用到残疾人建设事业中。该群体的主要需求是：无障碍设计、安全监控、健康管理、情绪照顾[9]。

（1）功能辅助：残疾人主要表现为肢体功能障碍，因此对比老年人群体，需增加技术辅助；

（2）安全监控：对比老年人群体，残疾群体由于功能性障碍更常见突发情况，安全须有保障；

（3）健康管理：实时关注残疾人生理参数变化，成为病房、病后诊查的一种替代品，减少费用，节省时间，减少疼痛，并且能记录生理状况，对医护人员的诊疗有一定的帮助作用；

（4）情绪照顾：残疾群体由于功能的障碍，在心理上容易造成情绪波动，因此也需兼顾。

4 智能浴室系统架构

本课题基于前述调查分析后，提出了基于用户需求的智能浴室系统。系统架构如图7所示，主要组成部分为：智能浴室产品、中枢控制器、辅助控制器、移动终端及其应用、互联网&云端&数据库、第三方控制设备。智能浴室产品（智能淋浴房、智能坐便器、智能水箱、智能浴室柜、智能镜柜、智能浴缸、智能龙头、智能淋浴平台、浴室照明、智能浴霸、浴室传感器等智能产品组成了产品生态圈，见图8）通过本课题系统的调节，实现智慧互联自动控制以及用户体验相关的大数据存储管理与分析，并配合多种场景解决用户群体的需求。

4.1 智能浴室中枢控制器

中枢控制器作为智能浴室系统的核心组件，用于各个系统组件的串联，并具有网关的功能，智能卫浴产品通过制定的无线传输协议（Wi-Fi/Zigbee等）实现控制接入以及数据信号传输无线传输协议（见图9）。并且中枢控制器集成了多种生物识别功能（如虹膜识别、指纹识别、语音控制、人脸识别、手势识别等生物信号识别），用于用户群体识别，个性化喜好设定以及其他更简单快捷的控制操作。

4.2 智能浴室辅助控制器

辅助控制器作为中枢控制器的辅助设备，主要作为智能产品的智能遥控设备，丰富中枢控制器的控制功能，并协助进行数据信号传输。

4.3 智能浴室互联网&云端&数据库

接收中枢控制器、移动终端、第三方设备的数据和设置参数，并将数据存储到数据库进行大数据管理以及数据分析，反馈到控制终端（见图10）；云端管理的数据类型可包括用户健康信息、喜好习惯、社交、娱乐、远程监控、身份信息，设备功能信息以及消息推送。丰富的数据有助于构建更好的场景互联体验。

4.4 智能浴室移动终端及其应用

移动终端为用户随身携带设备，安装有对应的智能浴室系统移动应用，通过中枢控制器可以间接的对智能产品进行控制，以及进行监控并实现消息提醒等功能。而移动终端应用（HEGII H+）为控制终端与系统的桥梁，可安装于含屏幕的控制装置或卫浴设备，如触摸屏控制器、智能镜柜等，见图11。用户界面主要有这些功能设置：

（1）设备控制，可以根据用户需求自定义添加喜好的智能设备进行互联控制以及监控；

（2）场景设置，可以根据用户喜好自定义设置的应用场景；

（3）联动配合，可以根据用户喜好自定义设置产品的功能应用以及组合；

（4）数据管理，通过配合云端的大数据分析，可以对用户的健康进行分析管理，以及一些使用习惯的跟踪和学习。

5 智能浴室智慧场景设置

上述系统架构仅作为智能浴室实现的基础，而要满足不同群体的用户痛点则需要智能浴室智慧场景发挥作用。通过智慧场景的设置，能带给用户智能和舒适的浴室体验。智慧场景包含了上述不同群体需求，以及用户可以根据自身使用需求设定为如厕模式、淋浴模式、晨起模式、回家模式等等。

图7 智能浴室系统架构

图8智能浴室产品生态圈

图9 智能浴室中枢控制器&辅助控制器

以下举例说明：首先，用户需要使用系统的生物传感器（虹膜识别、声纹识别、指纹识别等）录入自身物理特征，以及年龄和群体信息等，而这一设定会保存在云平台数据库，用于识别用户信息并且进行快速匹配，运行相应的设置。

图10 智能浴室互联网&云端&数据库

图11 智能浴室系统移动终端及应用

图12 智能浴室系统智慧场景实例

如图12场景实例，用户在系统中设定了“回家模式”后，作为智能管家的中枢控制器通过识别组件检测到用户回家后，开启浴室的“回家模式”。具体如将淋浴器进水温度提前设置为35℃；智能马桶座圈温度设置为用户习惯的36℃；同时浴室柜镜灯点亮，并调节至设定模式；智能浴室柜开启毛巾消毒和烘干功能，按摩浴缸也同步开始了放水工作……当一系列互联操作完成后，系统通过语音和消息提醒用户准备工作已完成。

而当系统识别到用户为老年人或者残疾人群体时，则更多的体现健康管理功能，如心率、血压实时测量，淋浴和如厕时跌倒检测，突发情况亲人远程提醒等。通过智慧场景的实现赋予了智能浴室系统灵魂，满足用户需求。

6 小结

本课题针对目前卫浴行业中存在的整体卫浴空间智能化程度较低、无系统层面实现、难以解决用户需求的问题，并对社会群体需求进行深入分析后，提出了一种基于用户需求的智能浴室系统，以及对系统的架构思路和场景模式设置进行了说明。该系统通过集成化设计，各功能部件相互协作，结合云平台大数据处理、生物识别、智能传感器等先进技术，对不同的社会群体均有着适合的解决方案，给用户带来了革新的智能浴室体验之旅。智能卫浴是未来家居生活的一种发展趋势，本课题智能浴室系统的推广普及，必将为持续推动卫浴行业的智能化发展贡献出力量。